04 C语言实现双向循环链表

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

// 双向循环链表
typedef int datatype_t;
typedef struct node{
    datatype_t data;
    struct node *prior;
    struct node *next;
} dlinklist_t;

// 创建空的双向循环链表
dlinklist_t * dlinklist_create() {
    dlinklist_t *dl;
    dl = (dlinklist_t *)malloc(sizeof(dlinklist_t));// malloc是从堆里面获得的空间
    dl->next = dl->prior = dl;
    return dl;
}

// 使用头插法向链表中插入数据
void dlinklist_head_insert(dlinklist_t *dl, datatype_t value) {
    dlinklist_t *temp = (dlinklist_t *)malloc(sizeof(dlinklist_t));
    temp->data = value;

    // 这样写可以同时兼容头结点有数据和没有数据的情况
    dlinklist_t *pnext = dl->next;
    dl->next = temp;
    temp->next = pnext;
    pnext->prior = temp;
    return;
}

// 实现尾插法 双向循环链表的尾插是非常快的 因为可以直接得到需要的位置 时间复杂度为O(1)
void dlinklist_tail_insert(dlinklist_t *dl, datatype_t value) {
    dlinklist_t *temp = (dlinklist_t *)malloc(sizeof(dlinklist_t));
    temp->data = value;
    temp->next = dl;
    temp->prior = dl->prior;
    dl->prior->next = temp;
    dl->prior = temp;
    return;
}

// 显示
void dlinklist_show(dlinklist_t *dl) {
    dlinklist_t *temp = dl;
    while (dl->next != temp)
    {
        
        dl = dl->next;
        printf("%d ", dl->data);
    }

    printf("\n");
    return;
}

// 判断链表是否为空
int dlinklist_empty(dlinklist_t *dl) {
    return dl->next == dl ? 1 : 0;
}

// 删除数据节点
int dlinklist_head_delete(dlinklist_t *dl) {

    // 删除前先判断是否为空
    if (dlinklist_empty(dl))
    {
        printf("empty");
        return 0;
    }

    // 保存被删除节点的地址
    dlinklist_t *temp = dl->next;

    // 保存被删除节点的下一个节点的地址
    dlinklist_t *nnext = temp->next;

    // 将节点从双向循环链表中删除
    dl->next = nnext;
    nnext->prior = dl;

    // 保存数据并返回
    datatype_t value = temp->data;

    // 释放被删除节点占用的内存空间
    free(temp);
    temp = NULL;
    return value;
}

int main() {
    dlinklist_t *dl;
    dl = dlinklist_create();
    dlinklist_head_insert(dl, 100);
    dlinklist_head_insert(dl, 200);
    dlinklist_head_insert(dl, 300);
    dlinklist_show(dl);

    dlinklist_tail_insert(dl, 400);
    dlinklist_show(dl);

    printf("\n从节点中删除了:%d\n", dlinklist_head_delete(dl));
    dlinklist_show(dl);

    printf("\n从节点中删除了:%d\n", dlinklist_head_delete(dl));
    dlinklist_show(dl);

    printf("\n从节点中删除了:%d\n", dlinklist_head_delete(dl));
    dlinklist_show(dl);

    dlinklist_tail_insert(dl, 500);
    dlinklist_tail_insert(dl, 600);
    dlinklist_show(dl);

    printf("\n从节点中删除了:%d\n", dlinklist_head_delete(dl));
    dlinklist_show(dl);
    return 0;
}

下面是执行效果

另一段参考代码

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

typedef int datatype_t;
typedef struct node {
    datatype_t data;
    struct node *prior;
    struct node *next;
} dlinklist_t;

//创建空的双向循环链表
dlinklist_t *dlinklist_create() {
    dlinklist_t *head = (dlinklist_t *) malloc(sizeof(dlinklist_t));
    if (head == NULL) {
        exit(0);
    }

    head->next = head;
    head->prior = head;
    return head;
}

//双向循环链表插入数据节点
void dlinklist_insert(dlinklist_t *head, datatype_t value) {
    dlinklist_t *temp = (dlinklist_t *) malloc(sizeof(dlinklist_t));
    if (temp == NULL) {
        exit(0);
    }

    temp->data = value;
    //获取第一个有数据的节点的地址 为 head->next
    //如果此时只有一个头结点 则假设存在有数据的节点
    dlinklist_t *pnext = head->next;
    //使头结点与新插入的节点建立关系
    head->next = temp;
    temp->prior = head;
    //使头结点的下一个节点与新插入的节点建立关系
    temp->next = pnext;
    pnext->prior = temp;
    return;
}

//判断双向循环链表是否为空
int dlinklist_empty(dlinklist_t *head) {
    return head->next == head ? 1 : 0;
}

//删除数据节点 头删法
datatype_t dlinklist_delete(dlinklist_t *head) {
    if (dlinklist_empty(head)) {
        printf("empty\n");
        return -1;
    }

    //保存被删除的节点的地址
    dlinklist_t *temp = head->next;
    //保存被删除数据节点的下一个节点的地址
    dlinklist_t *nnext = temp->next;

    //将节点从双向循环链表中移出
    head->next = nnext;
    nnext->prior = head;

    //保存数据并返回
    datatype_t data = temp->data;
    free(temp);
    temp = NULL;
    return data;
}

//显示节点数据
void dlinklist_show(dlinklist_t *head) {
    dlinklist_t *p = head;
    while (head->next != p) {
        head = head->next;
        printf("%d ", head->data);
//        printf("%d ", head->next->data);
//        head = head->next;
    }
    printf("\n");
    return;
}

int main() {
    dlinklist_t *head = dlinklist_create();
    dlinklist_insert(head, 3);
    dlinklist_insert(head, 4);
    dlinklist_insert(head, 44);
    dlinklist_insert(head, 5);
    dlinklist_insert(head, 55);
    dlinklist_show(head);
    dlinklist_delete(head);
    dlinklist_show(head);
    return 0;
}

运行效果